Prova 3 – Física
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1. Confira os campos N.o DE ORDEM, N.o DE INSCRIÇÃO e NOME, conforme o que consta na etiqueta fixada em sua
carteira.
2. Confira se o número do gabarito deste caderno corresponde ao constante na etiqueta fixada em sua carteira. Se houver divergência, avise, imediatamente, o fiscal.
3. É proibido folhear o caderno de provas antes do sinal, às 9 horas.
4. Após o sinal, confira se este caderno contém 20 questões objetivas e/ou qualquer tipo de defeito. Qualquer problema, avise, imediatamente, o fiscal.
5. O tempo mínimo de permanência na sala é de 2 horas após o início da resolução da prova.
6. No tempo destinado a esta prova (4 horas), está incluído o de preenchimento da Folha de Respostas. 7. Transcreva as respostas deste caderno para a Folha de Respostas. A resposta correta será a soma
dos números associados às proposições verdadeiras. Para cada questão, preencha sempre dois alvéolos: um na coluna das dezenas e um na coluna das unidades, conforme exemplo ao lado: questão 13, resposta 09 (soma das proposições 01 e 08).
8. Se desejar, transcreva as respostas deste caderno no Rascunho para Anotação das Respostas constante nesta prova e destaque-o, para retirá-lo hoje, nesta sala, no horário das 13h15min às 13h30min, mediante apresentação do documento de identificação do candidato. Após esse período, não haverá devolução.
9. Ao término da prova, levante o braço e aguarde atendimento. Entregue ao fiscal este caderno, a Folha de Respostas e o Rascunho para Anotação das Respostas.
Corte na linha pontilhada.
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N.o DE ORDEM: NOME:
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
FÍSICA
Questão
01
Três cargas elétricas idênticas e positivas q estão arranjadas no vácuo, formando um triângulo equilátero de lado L. Analise as afirmações abaixo e assinale o que for correto.
01) O campo elétrico gerado por essas cargas é máximo no centro geométrico do arranjo espacial de cargas. 02) O potencial elétrico é nulo no centro geométrico do
arranjo espacial de cargas.
04) As linhas de força do campo elétrico gerado pelo arranjo espacial de cargas emanam desse arranjo. 08) Uma carga elétrica negativa –q colocada sobre o
ponto médio de um dos lados do triângulo sofre a ação de uma força elétrica de módulo F 4Kq22,
3L = onde K 9 10 Nm / C .= × 9 2 2
16) Uma carga negativa –q colocada sobre o centro geométrico do arranjo de cargas sofre a ação de uma força elétrica de módulo Kq2, onde
9 2 2
K 9 10 Nm / C .= ×
Questão
02
Sobre o funcionamento das máquinas térmicas, analise as afirmações abaixo e assinale o que for correto.
01) Quando um motor ideal realiza um ciclo termodinâmico, alguma quantidade de energia, na forma de calor, tem que ser transferida para o meio exterior.
02) Quando um motor ideal realiza um ciclo termodinâmico, a energia gasta, na forma de calor, é sempre maior que o trabalho realizado sobre o meio exterior.
04) Quando um refrigerador ideal realiza um ciclo termodinâmico, a energia, na forma de calor, transferida para o meio exterior é sempre maior que a energia consumida na forma de trabalho, para o refrigerador funcionar.
08) Quando uma máquina térmica ideal executa um ciclo termodinâmico, sua energia interna permanece constante.
16) Uma máquina térmica ideal é aquela que funciona com uma única fonte de energia.
Analise as afirmações abaixo e assinale o que for correto.
01) Um elétron, movimentando-se em linha reta no vácuo, produz um campo magnético na direção de propagação do elétron.
02) A força magnética sobre um elétron em repouso no vácuo, em uma região do espaço onde o campo magnético seja de 2 T, é nula.
04) A quantidade de movimento de um próton que se move no vácuo com uma velocidade escalar de módulo constante v, em um campo magnético uniforme e perpendicular à direção de propagação do próton, é constante.
08) Um próton que se move no vácuo, sob a ação de um campo magnético uniforme e perpendicular à direção de propagação do próton, descreve uma trajetória circular.
16) Dois condutores metálicos paralelos percorridos por correntes elétricas idênticas que fluem no mesmo sentido atraem-se mutuamente.
Questão
04
A figura a seguir representa um tubo aberto para a atmosfera, contendo dois líquidos A e B, cujas densidades são respectivamente ρA e ρB. O líquido A
ocupa as extremidades livres do tubo, enquanto o líquido B ocupa o centro. As pressões nas superfícies dos líquidos são P1, P2, P3, P4, P5 e P6.
líquido A líquido B líquido A
h h h h P1 P2 P3 P4 P5 P6
Em relação às condições mostradas na figura, é correto afirmar que 01) P2 = P5. 02) P3 = P6. 04) P2 > P1. 08) P4 = P5. 16) ρA = ρB.
Questão
05
Considere o circuito elétrico ilustrado a seguir.
No circuito, R1 = 10,0 Ω, R2 = 20,0 Ω, R3 = 10,0 Ω e
i1 = 2,0 A. Considerando que o arranjo está imerso no
vácuo e que os pontos B e D estão sob o mesmo potencial elétrico, assinale o que for correto.
01) VA – VB = VA – VD. 02) VB – VC = VC – VD. 04) R2R4 = R1R3. 08) i2 = 0,0 A e V = 20 V. 16) A potência dissipada em R4 é 40 W.
Questão
06
As afirmativas abaixo estão relacionadas com os conceitos de calor e temperatura. Analise-as atentamente e assinale o que for correto.
01) Calor é uma substância que um corpo adquire, quando sua temperatura é aumentada, e perde, quando sua temperatura é diminuída.
02) Calor é uma forma de energia em trânsito que depende da diferença de temperatura entre dois ou mais corpos.
04) Quanto maior a temperatura de um corpo, mais calor ele possui.
08) Temperatura é uma propriedade dos corpos que está associada à agitação térmica de seus átomos e moléculas.
16) Calor e temperatura são formas de energia que estão associadas à energia cinética de vibração dos átomos do corpo.
Uma banda de música está se apresentando em cima de um caminhão de um Trio Elétrico em movimento que se aproxima do local programado para o evento musical. A banda toca a nota Lá, com frequência média de 430,0 Hz, mas o público que está diretamente em frente do Trio Elétrico ouve essa nota musical como sendo uma nota Lá sustenido, com frequência média de 451,5 Hz. Considere a velocidade do som no ar igual a 340 m/s e assinale o que for correto.
01) A diferença de percepção das notas musicais entre a banda e o público que está diretamente em frente do Trio Elétrico se deve ao efeito Doppler.
02) O público que está diretamente em frente do Trio Elétrico percebe uma onda sonora com período de oscilação superior àquele da nota tocada pela banda. 04) Se o público que está diretamente em frente do Trio
Elétrico caminhar em sua direção, a frequência da onda percebida por esse público diminui.
08) O comprimento de onda da onda sonora associada à nota Lá sustenido percebida pelo público que está diretamente em frente do Trio Elétrico é 0,75 m. 16) A velocidade de propagação do caminhão do Trio
Elétrico é 61,2 km/h.
Questão
08
Quando uma moeda homogênea que possui um orifício circular concêntrico tem sua temperatura elevada em 1.000 ºC, seu diâmetro externo aumenta 0,1%. Nessa situação, é correto afirmar que
01) a espessura da moeda também aumenta 0,1%. 02) a área superficial da moeda também aumenta 0,1%. 04) o volume da moeda também aumenta 0,1%.
08) o diâmetro do orifício da moeda também aumenta 0,1%.
16) o coeficiente de dilatação linear da moeda é 10 .o 6 C
−
Analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto.
01) Se um campo magnético, em uma dada região do espaço, sofrer variação no decorrer do tempo, essa variação faz aparecer um campo elétrico induzido nessa região do espaço.
02) Se um campo elétrico, em uma dada região do espaço, sofrer variação no decorrer do tempo, essa variação faz aparecer um campo magnético induzido nessa região do espaço.
04) A luz visível é uma radiação eletromagnética que se propaga em qualquer meio, com a mesma velocidade. 08) A luz monocromática proveniente de uma emissão
estimulada de radiação, em um laser, não é coerente. 16) A radiação γ é emitida pelos núcleos atômicos dos
elementos químicos radioativos, quando eles decaem ou se desintegram.
Questão
10
Um gás ideal sofre a transformação termodinâmica quase estática A → B → C, representada no diagrama P x V ilustrado a seguir. A B C P P V V = V VA B C C P = PA B 0
De acordo com esse diagrama, assinale o que for correto. 01) A temperatura absoluta do gás no estado B é maior
do que a temperatura absoluta do gás no estado A. 02) A energia interna do gás no estado B é maior do que
a energia interna do gás no estado A.
04) O trabalho realizado pelo gás, para mudar do estado A, passando por B e chegar ao estado C, pode ser calculado por meio da equação
(
C A) (
C A)
W= P −P x V −V .
08) Para mudar do estado A ao estado B, o gás absorveu energia na forma de calor.
16) Para mudar do estado B para o estado C, a variação de energia interna do gás é igual à quantidade de
Questão
11
As fibras ópticas constituem um dos dispositivos ópticos mais importantes da atualidade, já que são utilizadas nas mais diversas áreas, como em telecomunicações, medicina, aeronáutica e indústria do petróleo, entre outras. Com relação às fibras ópticas e aos princípios relacionados à propagação da luz em seu interior, assinale o que for correto.
01) O fenômeno da reflexão interna total garante que a luz que penetra em uma das extremidades de uma fibra óptica ideal venha emergir em sua outra extremidade.
02) Uma fibra óptica deve ser revestida com um material com índice de refração menor que seu núcleo, para que haja reflexão interna total.
04) Quando um raio de luz incidente do ar penetra no interior de uma fibra óptica, ele se afasta da normal 08) O ângulo-limite de incidência para um raio de luz que
se propaga em uma fibra óptica de índice de refração 1,5 imersa no ar (nar = 1) é 30o.
16) Uma fibra óptica que possui índice de refração 3 e uma extremidade plana e perpendicular ao comprimento da fibra pode confinar um raio de luz que incide do ar, fazendo um ângulo de 60o com a
normal ao plano da extremidade dessa fibra.
Questão
12
Um avião, a uma altura H = 1 km do solo, sobrevoa uma cidade com velocidade horizontal constante e solta uma caixa que se move até o solo. Desprezando a resistência do ar, assinale o que for correto.
01) Para um observador no avião, a trajetória da caixa é uma reta perpendicular ao solo.
02) Para um observador no avião, o módulo do vetor deslocamento da caixa é igual a H.
04) Para um observador parado no solo, o módulo do vetor deslocamento da caixa é maior que H.
08) Para um observador parado no solo, a trajetória da caixa é uma reta que une o avião ao solo.
16) Para os dois observadores, o módulo do vetor aceleração da caixa é igual ao módulo da aceleração da gravidade.
Uma importante fonte de energia alternativa é o uso de células solares, que são dispositivos que absorvem energia solar por meio da radiação eletromagnética, resultando em uma diferença de potencial elétrico nos terminais da célula solar. Para minimizar a perda de energia por reflexão da luz, as células solares são geralmente revestidas com uma película transparente à luz solar. Com relação aos fenômenos físicos que podem ser observados em uma célula solar de superfície perfeitamente plana e recoberta com uma película protetora transparente à luz solar, assinale o que for correto.
01) A luz que se propaga no ar, ao sofrer uma reflexão especular na superfície da película que recobre a célula solar, sofre uma mudança de fase de 180o em
relação à luz incidente.
02) Para que não haja perda de energia por reflexão, os raios de luz refletidos, na superfície da célula e na superfície da película que a recobre, devem sofrer interferência destrutiva.
04) Um raio de luz que incide obliquamente sobre a película protetora de uma célula solar, ao atravessá-la, sofre um deslocamento entre as direções de incidência e emergência.
08) Quanto maior o índice de refração da película que recobre a célula solar, menor será a variação do comprimento de onda da luz que chega à superfície dessa célula.
16) Se o índice de refração do material da célula solar for maior que o índice de refração do material da película que a recobre, pode ocorrer reflexão interna total da luz incidente.
Questão
14
Uma partícula de massa m é lançada obliquamente para cima, próxima à superfície da Terra, com uma velocidade v. Quando atinge o ponto mais alto de sua trajetória, a partícula está a uma altura H em relação ao solo. Desprezando a resistência do ar e considerando que g é o módulo da aceleração da gravidade, é correto afirmar que, quando a partícula atinge a altura H,
01) o módulo da quantidade de movimento da partícula é igual a mv 1 - 2 g H2
v .
02) o trabalho W realizado pela força peso sobre a partícula é W = - mgH.
04) a variação da energia potencial ∆Ep da partícula é ∆Ep
= mgH
08) a variação da energia cinética ∆Ec da partícula é ∆Ec
= - mgH.
16) o módulo do vetor velocidade da partícula é zero.
Sobre as propriedades ondulatórias de radiações e de partículas, assinale o que for correto.
01) Em uma colisão de um fóton com um elétron, a quantidade de movimento total do sistema diminui em função do espalhamento Compton.
02) A luz visível apresenta comportamento ondulatório quando sofre difração ou interferência.
04) Um elétron em movimento possui características ondulatórias, como comprimento de onda característico, e corpusculares, como massa.
08) Os fótons podem ser considerados partículas de energia, cujo valor independe da frequência do fóton. 16) Por possuir caráter ondulatório, os elétrons, no
interior de um átomo, descrevem órbitas que podem ser descritas por ondas estacionárias.
Questão
16
Um corpo A parte do repouso descrevendo um movimento retilíneo uniformemente variado e percorre, no tempo t, o espaço equivalente ao comprimento de um círculo de raio R. Um corpo B, com a mesma massa m do corpo A, descrevendo um movimento circular uniforme, completa, no mesmo tempo t, uma volta descrevendo uma trajetória circular de raio R. Com base nessas afirmações, desprezando o atrito entre os corpos e as superfícies e os efeitos relacionados à resistência do ar, é correto afirmar que
01) o vetor deslocamento do corpo B é nulo. 02) o vetor aceleração do corpo B é nulo.
04) o módulo da velocidade do corpo A, no final do percurso, é o dobro do módulo da velocidade do corpo B.
08) a força resultante que atua no corpo A é F 4 mR2 . t π =
16) a força resultante que atua no corpo B é maior que a força resultante que atua no corpo A.
Um transformador tem os seguintes valores nominais de especificação: 110 V de entrada e 220 V de saída, com potência de 660 W. Sabendo que o enrolamento primário do transformador tem 300 espiras e que não há dissipação de energia no interior do transformador, assinale o que for correto.
01) O enrolamento secundário do transformador possui 600 espiras.
02) A corrente elétrica que flui no enrolamento primário é 1,0 A.
04) A variação do fluxo magnético no enrolamento secundário do transformador induz o aparecimento de uma diferença de potencial elétrico nos terminais desse enrolamento.
08) Se ligarmos o enrolamento primário a uma bateria de 12 V, o transformador funcionará com uma potência de 66 W até a carga da bateria se extinguir.
16) A corrente elétrica induzida no enrolamento secundário do transformador aparece sempre no sentido tal que o campo magnético que ela cria tende a contrariar a variação do fluxo magnético gerado pelo enrolamento primário.
A figura abaixo representa a situação em que o automóvel A foi colidido pelo caminhão C, cuja massa é igual ao dobro da massa do automóvel, no ponto de impacto. Após a colisão, os dois veículos unidos deslocaram-se em linha reta até o ponto P, onde pararam.
c a mi nh ão automóvel L = 3 metros ponto onde pararam P θ ponto de impacto c a mi nh ão automóvel L = 3 metros ponto onde pararam P θ ponto de impacto
Considerando que L = 3 metros e que, para o ângulo θ indicado na figura, sen θ = 0,6 e cos θ = 0,8, assinale o que for correto.
01) O deslocamento do conjunto automóvel mais caminhão é 5 m.
02) Imediatamente após a colisão, o módulo da velocidade do automóvel é maior do que o módulo da velocidade do caminhão.
04) Imediatamente depois da colisão, o módulo da velocidade do automóvel é maior do que o módulo da velocidade do automóvel imediatamente antes da colisão.
08) O módulo da velocidade do caminhão, imediatamente depois da colisão, é maior que o módulo da velocidade do caminhão imediatamente antes da colisão.
16) A energia cinética do conjunto automóvel mais caminhão, imediatamente depois da colisão, é maior que a energia cinética do caminhão imediatamente antes da colisão.
Uma corda de densidade linear 0,05 kg/m e 2,00 m de comprimento está esticada horizontalmente com uma de suas extremidades presa a um suporte rígido e a outra a um oscilador mecânico. A corda é colocada para oscilar de forma a obter uma onda estacionária com seis ventres. A tração na corda é mantida em 20 N. Despreze os efeitos relacionados à aceleração da gravidade e à resistência do ar e assinale o que for correto.
01) Nessa situação, a frequência de oscilação do oscilador mecânico é 30 Hz.
02) O comprimento de onda da onda estacionária na corda é 2/3 m.
04) Nessa situação, a frequência fundamental de oscilação na corda é 15 Hz.
08) Uma frequência de oscilação de 60 Hz no oscilador mecânico pode produzir ondas estacionárias com comprimento de onda de 1/3 m nessa corda.
16) Se a tração na corda quadruplicar de intensidade, para uma mesma frequência de oscilação do oscilador mecânico, o número de ventres observados na corda se reduz à metade.
A figura a seguir ilustra um experimento em que os fios e as polias são ideais, e as massas m1 e m2 são abandonadas
do repouso.
m1 m2
Desprezando a resistência do ar e considerando que g é o módulo da aceleração da gravidade, analise as afirmações abaixo e assinale o que for correto.
01) A massa m1 se move para cima, e a massa m2 se
move para baixo, quando m1 = m2.
02) O módulo do vetor deslocamento da massa m1 é igual
à metade do módulo do vetor deslocamento da massa m2, quando m1 = m2.
04) A variação da energia cinética da massa m1 é igual à
metade da variação da energia cinética da massa m2,
quando m1 = m2.
08) O módulo do vetor aceleração da massa m1 é igual ao
módulo do vetor aceleração da massa m2, quando
m1 = m2.
FÍSICA – Formulário e Constantes Físicas
FORMULÁRIO CONSTANTES FÍSICAS
2 0 0 v t 21at s s= + + at v v= 0+ s a 2 v v2 = 02+ ∆ R F =ma 2 C v F m r = g m P= N fa =µ θ =Fdcos W 2 c 21mv E = mgh Ep= 2 p 21kx E = c E W=∆ v m p= I = F∆t = ∆p θ ± = τ Fdsen W P= t ∆ ∆ 22 1 d m m G F= g L 2 T= π
